العلم يجيب: من أين جاء الذهب وكيف اختفى في باطن الأرض؟

قدم فريق علمي، نظرية جديدة حول كيفية وصول الذهب والبلاتين والمعادن الثمينة الأخرى إلى الأرض.

يقول العلماء في جامعة ييل ومعهد الأبحاث الجنوبي الغربي (SwRI) إنهم توصلوا إلى معلومات قيمة حول قصة الذهب.

تبدأ القصة باصطدامات عنيفة لأجسام كبيرة في الفضاء، وتستمر في منطقة نصف منصهرة من عباءة الأرض، وتنتهي بإيجاد المعادن الثمينة مكانًا غير متوقع للراحة أقرب بكثير إلى سطح الكوكب مما توقعه العلماء.

ونشرت مجلة وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم، الدراسة التي أعدها جون كوريناجا، أستاذ علوم الأرض والكواكب في كلية الآداب والعلوم بجامعة ييل، وسيمون مارشي، الباحث في معهد SwRI في بولدر، كولورادو.

توفر النظرية الجديدة إجابات محتملة عن الأسئلة المحيرة حول الطريقة التي وجد بها الذهب والبلاتين والمعادن الثمينة الأخرى طريقها إلى الجيوب الضحلة داخل عباءة الأرض بدلاً من الوصول إلى أعماق قلب الكوكب. وعلى نطاق أوسع، تقدم النظرية الجديدة رؤى حول تكوين الكواكب في جميع أنحاء الكون.

وقال كوريناجا: "إن بحثنا هو مثال جيد على تحقيق اكتشاف غير متوقع بعد إعادة النظر في الحكمة التقليدية".

أثبتت الأبحاث الحديثة التي أجراها العلماء في جميع أنحاء العالم أن المعادن الثمينة مثل الذهب والبلاتين جاءت إلى الأرض منذ مليارات السنين بعد اصطدام الأرض الأولية المبكرة بأجسام كبيرة بحجم القمر في الفضاء، تاركة وراءها رواسب من المواد التي دخلت إلى باطن الأرض.

لكن عملية الامتصاص هذه ظلت غامضة إلى حد ما.

بصرف النظر عن قيمتهما بسبب ندرتهما وجمالهما واستخدامهما في المنتجات عالية التقنية، فإن الذهب والبلاتين ينجذبان إلى عنصر الحديد إلى درجة أنه من المتوقع أن تتجمع بشكل كامل تقريبًا في اللب المعدني للأرض، إما عن طريق الاندماج مباشرة مع اللب المعدني عند الاصطدام، أو عن طريق الغرق بسرعة من الوشاح إلى اللب.

وبهذا المنطق، لم يكن من المفترض أن تتجمع عند سطح الأرض أو بالقرب منه. لكن هذا ما حدث.

وقال كوريناجا: "من خلال العمل مع سيمون، وهو خبير في ديناميكيات التأثير، تمكنت من التوصل إلى حل جديد لهذه المعضلة".

تتمحور نظرية كوريناجا ومارشي حول منطقة رقيقة "عابرة" من الوشاح، حيث يذوب الجزء الضحل من الوشاح ويظل الجزء الأعمق صلبًا. ووجد الباحثون أن هذه المنطقة تتمتع بخصائص ديناميكية غريبة يمكنها احتجاز المكونات المعدنية المتساقطة بكفاءة وتوصيلها ببطء إلى بقية الوشاح.

تفترض النظرية أن هذا التسليم لا يزال مستمرًا، حيث تظهر بقايا المنطقة العابرة على أنها "مقاطعات كبيرة ذات سرعة قص منخفضة" - وهي شذوذات جيوفيزيائية معروفة في الوشاح العميق.

قال مارشي: "تتشكل هذه المنطقة العابرة دائمًا تقريبًا عندما يضرب اصطدام كبير الأرض في وقت مبكر، ما يجعل نظريتنا قوية جدًا".

وقال الباحثون إن النظرية الجديدة لا تشرح فقط الجوانب الغامضة سابقًا للتطور الجيوكيميائي والجيوفيزيائي للأرض، ولكنها تسلط الضوء أيضًا على النطاق الواسع من المقاييس الزمنية المشاركة في تكوين الأرض.

وقال كوريناجا: "أحد الأشياء الرائعة التي وجدناها أن ديناميكيات منطقة الوشاح العابرة تحدث في فترة زمنية قصيرة جدًا - حوالي يوم واحد - ومع ذلك فإن تأثيرها على تطور الأرض اللاحق استمر بضعة مليارات من السنين".